一种用于隧道掌子面涌水流量手持测量装置及测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于隧道掌子面涌水流量手持测量装置，包括主体框架，内含若干格子框，所述格子框用于固定流量测速计和动水感应装置；把手，用于承载数据处理装置；流量测速计，用于测量水流流速；动水感应装置，用于在水流作用下接通电路；数据处理装置，能够对流量测速计采集的流速和动水感应装置采集的位置信息进行处理，通过位置信息计算出水流的断面积，进而计算出单位时间的涌水流量。本发明还公开了一种用于隧道掌子面涌水流量手持测量装置的测量方法，降低了测量操作的复杂性，有效提高隧道施工现场涌水流量测量工作的效率，保证数据的准确性。
【专利说明】一种用于隧道掌子面涌水流量手持测量装置及测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于隧道掌子面涌水流量手持测量装置及测量方法。
技术背景
[0002]隧道工程建设中，尤其是在岩溶裂隙水发育的地区，水文地质条件复杂，长期以来，因地下水未勘察清楚，导致隧道工程事故的例子比比皆是。要想对隧道隧址区地下水有一个清楚的了解，隧道施工现场涌水流量测量工作是必不可少的，且必须及时准确。现有的隧道施工现场常用的涌水流量测量方法主要有:水桶法、水位标定法、水泵能力法、浮标法和堰测法等。这些涌水流量测量方法受场地和仪器等限制较多，测量方法操作复杂，耗时耗力，在施工现场操作不具有简易性和准确性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于设计一种用于隧道掌子面涌水流量手持测量装置，提供一种简便的隧道掌子面涌水流量测量方法，降低测量操作的复杂性，有效提高隧道施工现场涌水流量测量工作的效率，保证数据的准确性。
[0004]为实现上述目的，本设计采用如下技术方案:
[0005]一种用于隧道掌子面涌水流量手持测量装置，包括主体框架、把手、流量测速计、动水感应装置和数据处理装置。
[0006]所述主体框架，为刚性结构，内含若干格子框，所述格子框用于固定流量测速计和动水感应装置；
[0007]所述把手与主体框架连接，用于承载数据处理装置，并可以固定有显示屏和开关。
[0008]所述流量测速计，用于测量水流流速，现有种类较多，此处不再赘述。
[0009]所述动水感应装置，用于在水流作用下接通电路，便于数据处理装置计算出水流的断面积；
[0010]所述动水感应装置，包括柔性防水保护套，用于防止水与复位弹簧片、触发弹簧片、电路接触；
[0011]复位弹簧片，一端固定在格子框的交点上，另一端连接轴套；
[0012]触发弹簧片、刚性传动片，均固定在轴套上；
[0013]轴套，套在固定轴上，并可以围绕固定轴转动；
[0014]固定轴，固定在格子框上。
[0015]所述复位弹簧片、触发弹簧片和刚性传动片是固定在一起的，一方面通过复位弹簧片与格子框的一个交点刚性连接，另一方面可以绕固定在格子框上的固定轴转动。
[0016]所述数据处理装置，能够对流量测速计采集的流速和动水感应装置采集的位置信息进行处理，通过位置信息计算出水流的断面积，进而计算出单位时间的涌水流量，并可以在显示屏上显示。
[0017]本发明还提供了一种用于隧道掌子面涌水流量手持测量装置的测量方法，测量方法包括以下几步:
[0018]I)将手持测量装置贴于隧道掌子面涌水处，使流量测速计尽量位于涌水处中心位置。
[0019]2)水流通过格子框，有水流通过的动水感应装置，水流带动刚性传动片和触发弹簧片绕固定轴转动，触发弹簧片与复位弹簧片接触，电路闭合，数据处理装置记录所有被水流触发的动水感应装置的位置信息。
[0020]3)数据处理装置将位置信息进行处理，计算出水流的断面积，并连同流量测速计采集的流速数据，计算出单位时间的涌水流量。
[0021]4)测量完成后，收回手持测量装置，刚性传动片在复位弹簧片的回弹作用下回到原位置。
[0022]本发明的涌水流量测量工作具有以下优点:
[0023]I)本发明通过设计的动水感应装置，巧妙的将水流断面积测量装置和水流流速测量装置结合成为一个轻便、简单的手持测量装置，从而使得隧道掌子面涌水流量的测量工作变的简单、高效。
[0024]2)本发明可以根据工程需要，调整格子框的数量和尺寸，从而满足工程需要的涌水流量测量数据的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明的结构示意图。
[0026]图2为图1中虚线框内结构放大图。
[0027]图3为动水感应装置的结构示意图。
[0028]其中，1、主体框架；2、流量测速计；3、动水感应装置；4、数据处理装置；5、格子框；
6、把手；7、柔性防水罩；8、复位弹黃片；9、触发弹黃片；10、刚性传动片；11、固定轴；12、显示屏;13、开关;14、轴套。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实例对本发明做进一步说明:
[0030]如图1-图3所示，一种用于隧道掌子面涌水流量手持测量装置，其主要包括主体框架1、流量测速计2、动水感应装置3、数据处理装置4和把手6。
[0031]所述主体框架1，为刚性结构，包含若干格子框5 ;格子框5上固定流量测速计2和动水感应装置3 ;把手6上承载数据处理装置4，并固定有显示屏12和开关13。
[0032]所述流量测速计2，可以测量水流流速，现有种类较多，此处不再赘述。
[0033]所述动水感应装置3，包括柔性防水罩7、复位弹簧片8、触发弹簧片9、刚性传动片
10、固定轴U、轴套14构成；复位弹簧片8、触发弹簧片9和刚性传动片10是通过轴套14固定在一起的，一方面通过复位弹簧片8与格子框5的一个交点(如图1中A点)刚性连接，另一方面可以绕固定在格子框5上的固定轴11转动。
[0034]所述数据处理装置4，对流量测速计2和动水感应装置3采集到的数据进行处理，计算出单位时间的涌水流量，并在显示屏12上显示。
[0035]本实施例的测量方法包括以下几步:[0036]I)将手持测量装置贴于隧道掌子面涌水处，使流量测速计2尽量位于涌水处中心位置，固定好位置后打开开关13。
[0037]2)水流通过格子框5，有水流通过的动水感应装置3，水流会带动刚性传动片10和触发弹簧片9绕固定轴11转动，触发弹簧片9与复位弹簧片8接触，电路闭合，这时数据处理装置4会自动记录临近两个点(如图1中B、C两点)的位置信息，数据处理装置4会记录所有被水流触发的动水感应装置3所临近两点的位置信息。
[0038]3)数据处理装置4将位置信息进行处理，计算出水流的断面积，并连同流量测速计2采集的流速数据，计算出单位时间的涌水流量，并显示在显示屏12。
[0039]4)测量完成后，将开关13关闭，收回手持测量装置，此时刚性传动片10在复位弹簧片8的回弹作用下回到原位置。
[0040]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种用于隧道掌子面涌水流量手持测量装置，其特征是，包括主体框架、把手、流量测速计、动水感应装置和数据处理装置； 所述主体框架，内含若干格子框，所述格子框用于固定流量测速计和动水感应装置； 所述把手与主体框架连接，用于承载数据处理装置； 所述流量测速计，用于测量水流流速； 所述动水感应装置，用于在水流作用下接通电路，包括柔性防水保护套，用于防止水与复位弹簧片、触发弹簧片、电路接触；复位弹簧片，一端固定在格子框的交点上，另一端连接轴套；触发弹簧片、刚性传动片，均固定在轴套上；轴套，套在固定轴上，并可以围绕固定轴转动；固定轴，固定在格子框上； 所述数据处理装置，能够对流量测速计采集的流速和动水感应装置采集的位置信息进行处理，通过位置信息计算出水流的断面积，进而计算出单位时间的涌水流量。
2.如权利要求1所述的用于隧道掌子面涌水流量手持测量装置，其特征是，所述把手上还固定有显示屏和开关。
3.如权利要求1所述的用于隧道掌子面涌水流量手持测量装置的测量方法，其特征是，测量方法包括以下几步: 1)将手持测量装置贴于隧道掌子面涌水处； 2)水流通过格子框，有水流通过的动水感应装置，水流带动刚性传动片和触发弹簧片绕固定轴转动，触发弹簧片与复位弹簧片接触，电路闭合，数据处理装置记录所有被水流触发的动水感应装置的位置信息； 3)数据处理装置将位置信息进行处理，计算出水流的断面积，并连同流量测速计采集的流速数据，计算出单位时间的涌水流量； 4)测量完成后，收回手持测量装置，刚性传动片在复位弹簧片的回弹作用下回到原位置。
4.如权利要求3所述的用于隧道掌子面涌水流量手持测量装置的测量方法，其特征是，所述步骤I)中，所述流量测速计放置于涌水处中心。
【文档编号】G01F1/00GK103644944SQ201310724138
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】李术才, 林鹏, 许振浩, 李利平, 郭明, 孙超群, 王康, 陈迪杨, 孙尚渠 申请人:山东大学